專利名稱：飛行記錄器墜毀防護(hù)組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型增強(qiáng)型飛行記錄器防護(hù)組件屬于航空機(jī)載電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，我國(guó)飛行記錄器墜毀防護(hù)組件均是按FAA于1996年頒布的民航技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) TS0-124a/123a設(shè)計(jì)的。2007年FAA頒布了新的TS0_C124b/123b標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)固定式記 錄器，新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)帶水下定位信標(biāo)墜毀防 護(hù)組件的強(qiáng)沖擊試驗(yàn)要求做了詳細(xì)的規(guī)定。相對(duì) TS0-C124a/123a標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)水下定位信標(biāo)不允許從墜毀防護(hù)組件上分離的考核方法有了明 確、統(tǒng)一的要求，S卩沖擊載荷施加在墜毀防護(hù)組件最容易損壞軸向的方向上，帶水下定位 信標(biāo)的墜毀防護(hù)組件，沖擊載荷應(yīng)施加到水下定位信標(biāo)最容易脫落的方向上。如果此方向 與墜毀防護(hù)組件最容易損壞的方向不同，則應(yīng)對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)的強(qiáng)沖擊試驗(yàn)。根據(jù)墜毀防護(hù) 組件的設(shè)計(jì)，最多要求三次強(qiáng)沖擊(1)沖擊載荷施加在墜毀防護(hù)組件的最易受損壞軸向 的方向上；(2)沖擊載荷施加在正對(duì)(面向)信標(biāo)的方向上；(3)沖擊載荷施加在信標(biāo)的側(cè) 向(分離)方向上。因此，非常有必要設(shè)計(jì)一種與水下定位信標(biāo)可靠連接的墜毀防護(hù)組件。隨著飛機(jī)性能的不斷發(fā)展，我國(guó)近期各新型號(hào)飛機(jī)要求配備的飛行記錄器其墜毀 防護(hù)功能均需要滿足民航技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)TS0-C124b/123b或某項(xiàng)墜毀防護(hù)指標(biāo)(強(qiáng)沖擊)高于 該標(biāo)準(zhǔn)要求，如強(qiáng)沖擊指標(biāo)從3400g/6. 5ms提高到6000g/5 8ms。

實(shí)用新型內(nèi)容要解決的技術(shù)問(wèn)題設(shè)計(jì)和開發(fā)增強(qiáng)型墜毀防護(hù)組件。它不僅要彌補(bǔ)水下定位信標(biāo)的墜毀防護(hù)功能滿 足TS0-C124b/123b標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)要求不帶水下定位信標(biāo)的防護(hù)件其抗強(qiáng)沖擊防護(hù)功能 滿足 6000g/5 8ms。技術(shù)方案一種飛行記錄器墜毀防護(hù)組件，包括鋼殼體及其蓋板和水下定位信標(biāo) 構(gòu)件連接件，所述的鋼殼體為U字形結(jié)構(gòu)形狀。所述的鋼殼體采用一體擠壓成型技術(shù)制成。所述的鋼殼體口部周圍包括通過(guò)電子束焊與之相連的L型的鋼結(jié)構(gòu)凸耳和支腳。所述的水下定位信標(biāo)連接件包括螺栓連接結(jié)構(gòu)、鍵連接結(jié)構(gòu)和緩沖墊。所述的螺栓連接結(jié)構(gòu)的螺栓孔與螺栓桿之間具有可使螺栓在外載荷作用下產(chǎn)生 彎曲效應(yīng)的間隙。所述的蓋板上包括采用抗剪切沉臺(tái)孔結(jié)構(gòu)的信標(biāo)螺栓安裝孔。所述水下定位信標(biāo)構(gòu)件包括水下定位信標(biāo)、信標(biāo)安裝座、信標(biāo)蓋，其特征在于該 水下定位信標(biāo)構(gòu)件為半圓柱結(jié)構(gòu)形狀，信標(biāo)安裝座為半圓柱結(jié)構(gòu)形狀，且半圓兩側(cè)和底面 均開有矩形或腰形槽，信標(biāo)蓋和信標(biāo)安裝座通過(guò)螺紋連接，并將水下定位信標(biāo)鎖緊在信標(biāo) 安裝座內(nèi)，水下定位信標(biāo)兩端裝有緩沖墊；信標(biāo)安裝座上還有用作與飛行記錄器墜毀防護(hù) 組件相連的螺孔和鍵連接結(jié)構(gòu)鍵槽。[0013]所述的信標(biāo)安裝座和信標(biāo)蓋均采用高強(qiáng)高韌鈦合金制造。所述的緩沖墊采用高阻尼硅橡膠制造。有益效果 改進(jìn)后墜毀防護(hù)組件能夠更好的適應(yīng)或更好的滿足標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的墜毀幸存試驗(yàn) 要求，并在強(qiáng)沖擊性能考核方面高于標(biāo)準(zhǔn)要求。

圖1為飛行記錄器墜毀防護(hù)組件示意圖。在圖1中，標(biāo)記1為飛行記錄器墜毀防 護(hù)組件；標(biāo)記1為飛行器墜毀防護(hù)件；標(biāo)記8為水下定位信標(biāo)構(gòu)件單元；標(biāo)記2為飛行器墜 毀防護(hù)單元的U型鋼殼體；標(biāo)記6為鋼殼體上的凸耳；標(biāo)記7為鋼殼體上的支腳。圖2為飛行記錄器墜毀防護(hù)組件分解示意圖。標(biāo)記1為飛行器墜毀防護(hù)件；標(biāo)記 8為水下定位信標(biāo)構(gòu)件單元；標(biāo)記9為水下定位信標(biāo)構(gòu)件安裝螺栓；標(biāo)記4為緩沖墊；標(biāo)記 3為U字形鋼殼體的蓋板。圖3為鋼殼體與水下定位信標(biāo)構(gòu)件連接部分示意圖。圖4為水下定位信標(biāo)構(gòu)件單元示意圖圖5為水下定位信標(biāo)構(gòu)件單元分解示意圖。在圖5中，標(biāo)記10為信標(biāo)安裝座；標(biāo) 記11為信標(biāo)蓋；標(biāo)記12為緩沖墊；標(biāo)記13為水下定位信標(biāo)。
具體實(shí)施方式
本專利所介紹的飛行記錄器墜毀防護(hù)組件是由優(yōu)化改進(jìn)的U字形鋼殼體2及其蓋 板3和水下定位信標(biāo)構(gòu)件單元8組成。如圖1，將金屬外殼體設(shè)計(jì)成U字形狀，將圓筒壁與筒底面采用圓弧過(guò)渡，該U字形 鋼殼體不僅有利于減小體積和重量，而且通過(guò)U字形圓弧過(guò)渡更有利于提高殼體抵抗碰撞 和穿透的能力，從而在事故發(fā)生后幸存下來(lái)。在成型方面U字形鋼殼體采用了一體擠壓成 型技術(shù)，優(yōu)化了鋼殼體的成型工藝，縮短了制造周期，降低了經(jīng)費(fèi)。另外，在U字形鋼殼體上 增加了 L型的凸耳和支腳，凸耳和支腳通過(guò)電子束焊焊接在U字形筒壁周圍和墜毀防護(hù)組 件的相對(duì)薄弱區(qū)域(U字形鋼殼體開口端)上。其作用是當(dāng)防護(hù)組件與外界物體發(fā)生碰撞 時(shí)，凸耳和支腳最可能優(yōu)先發(fā)生碰撞接觸，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)凸耳和支腳與鋼殼體焊接區(qū)域處的 材料強(qiáng)度時(shí)，凸耳和支腳的焊接區(qū)域發(fā)生變形或斷裂，通過(guò)凸耳、支腳的變形或斷裂破壞吸 收能量，減少或延緩沖擊載荷對(duì)墜毀防護(hù)組件的破壞，間接的防護(hù)了防護(hù)組件的薄弱區(qū)域， 提高了墜毀防護(hù)組件的幸存概率。該結(jié)構(gòu)形式通過(guò)理論仿真分析，其抗強(qiáng)沖擊能力已達(dá)到 6000g/5 8ms。另外，支腳還可具有固定安裝墜毀防護(hù)組件，可通過(guò)支腳上的安裝孔與記 錄器實(shí)現(xiàn)固定連接。如圖2、圖3、圖4，水下定位信標(biāo)構(gòu)件與鋼殼體的連接采用了抗純剪切的螺栓連接 結(jié)構(gòu)和鍵連接結(jié)構(gòu)。如果飛行器墜入海水或湖泊過(guò)程中，其內(nèi)部的飛行記錄器墜毀防護(hù)組 件上的水下定位信標(biāo)構(gòu)件相對(duì)容易發(fā)生碰撞或擠壓接觸，在沖擊或擠壓載荷的作用下，連 接螺栓一旦發(fā)生斷裂，水下定位信標(biāo)構(gòu)件單元就會(huì)發(fā)生脫落致使信標(biāo)與U字形墜毀防護(hù)單 元分離。因此，連接螺栓是信標(biāo)連接構(gòu)件的關(guān)鍵因素。為了避免螺栓斷裂，在螺栓與鋼殼體 的蓋板的安裝孔上設(shè)計(jì)了抗剪切沉臺(tái)孔，同時(shí)加大螺栓過(guò)孔與螺栓桿的間隙，使螺栓在外載荷作用下具有彎曲效應(yīng)，避免螺栓承受純剪切力。在墜毀防護(hù)組件的蓋板上和信標(biāo)安裝 座上設(shè)計(jì)了鍵連接結(jié)構(gòu)，通過(guò)鍵連接結(jié)構(gòu)抵抗強(qiáng)沖擊或擠壓力，進(jìn)一步消弱螺栓接觸載荷， 更有效的防護(hù)水下定位信標(biāo)。另外，在信標(biāo)安裝座和蓋板的安裝接觸面上增加了高強(qiáng)度、高 阻尼硅橡膠緩沖墊，用于消耗外力功，減少信標(biāo)構(gòu)件的沖擊破 壞效應(yīng)。 如圖4、圖5水下定位信標(biāo)構(gòu)件采用了半圓柱式包圍結(jié)構(gòu)，即將水下定位信標(biāo)嵌入 安裝在具有防護(hù)功能的信標(biāo)安裝座內(nèi)，通過(guò)信標(biāo)蓋和信標(biāo)安裝座的螺紋連接將水下定位信 標(biāo)鎖緊在信標(biāo)安裝座內(nèi)。該結(jié)構(gòu)盡可能避免了外載荷直接作用在水下定位信標(biāo)上。為了避 免信標(biāo)安裝座對(duì)水下定位信標(biāo)的屏蔽，安裝座采用了半圓柱式開放式結(jié)構(gòu)，即將安裝座的 半圓兩側(cè)和平底面設(shè)計(jì)成矩形和腰形結(jié)構(gòu)的開放槽，其目的留出足夠的信標(biāo)發(fā)射面積，同 時(shí)又不影響安裝座的整體剛度。另外，信標(biāo)安裝座內(nèi)設(shè)計(jì)有緩沖墊，用于消弱沖擊載荷對(duì)信 標(biāo)的破壞。信標(biāo)安裝座、信標(biāo)蓋和緩沖墊是信標(biāo)構(gòu)件的主體構(gòu)件，用于防護(hù)信標(biāo)避免外載荷 造成的機(jī)械破壞，信標(biāo)安裝座和信標(biāo)蓋均采用高強(qiáng)高韌鈦合金制造。該合金具有高的比強(qiáng) 度和良好的工藝塑性和超塑性，適合于各種壓力加工和機(jī)械加工，緩沖墊采用高阻尼硅橡 膠制造。
權(quán)利要求1.一種飛行記錄器墜毀防護(hù)組件，包括鋼殼體及其蓋板和水下定位信標(biāo)構(gòu)件連接件， 其特征在于所述的鋼殼體為U字形結(jié)構(gòu)形狀。
2.如權(quán)利要求1所述的飛行記錄器墜毀防護(hù)組件，其特征在于所述的鋼殼體采用一 體擠壓成型技術(shù)制成。
3.如權(quán)利要求1所述的飛行記錄器墜毀防護(hù)組件，其特征在于所述的鋼殼體口部周 圍包括通過(guò)電子束焊與之相連的L型的鋼結(jié)構(gòu)凸耳和支腳。
4.如權(quán)利要求1所述的飛行記錄器墜毀防護(hù)組件，其特征在于所述的水下定位信標(biāo) 連接件包括螺栓連接結(jié)構(gòu)、鍵連接結(jié)構(gòu)和緩沖墊。
5.如權(quán)利要求4所述的飛行記錄器墜毀防護(hù)組件，其特征在于所述的螺栓連接結(jié)構(gòu) 的螺栓孔與螺栓桿之間具有可使螺栓在外載荷作用下產(chǎn)生彎曲效應(yīng)的間隙。
6.如權(quán)利要求1所述的飛行記錄器墜毀防護(hù)組件，其特征在于所述的蓋板上包括采 用抗剪切沉臺(tái)孔結(jié)構(gòu)的信標(biāo)螺栓安裝孔。
7.如權(quán)利要求1所述的飛行記錄器墜毀防護(hù)組件，其特征在于所述水下定位信標(biāo)構(gòu) 件包括水下定位信標(biāo)、信標(biāo)安裝座、信標(biāo)蓋，其特征在于該水下定位信標(biāo)構(gòu)件為半圓柱結(jié) 構(gòu)形狀，信標(biāo)安裝座為半圓柱結(jié)構(gòu)形狀，且半圓兩側(cè)和底面均開有矩形或腰形槽，信標(biāo)蓋和 信標(biāo)安裝座通過(guò)螺紋連接，并將水下定位信標(biāo)鎖緊在信標(biāo)安裝座內(nèi)，水下定位信標(biāo)兩端裝 有緩沖墊；信標(biāo)安裝座上還有用作與飛行記錄器墜毀防護(hù)組件相連的螺孔和鍵連接結(jié)構(gòu)鍵 槽。
8.如權(quán)利要求7所述的飛行記錄器墜毀防護(hù)組件，其特征在于所述的信標(biāo)安裝座和 信標(biāo)蓋均采用高強(qiáng)高韌鈦合金制造。
9.如權(quán)利要求8所述的飛行記錄器墜毀防護(hù)組件，其特征在于所述的緩沖墊采用高 阻尼硅橡膠制造。
專利摘要增強(qiáng)型飛行記錄器墜毀防護(hù)組件是對(duì)鋼殼體、水下定位信標(biāo)構(gòu)件和該構(gòu)件與鋼殼體的連接進(jìn)行了針對(duì)性優(yōu)化改進(jìn)而成。鋼殼體設(shè)計(jì)成U字形外形結(jié)構(gòu)，具有凸角和支腳等外部特征，它能夠更好的承受飛機(jī)墜毀時(shí)所受到的強(qiáng)沖擊、尖銳物體的撞擊、靜態(tài)力擠壓等機(jī)械應(yīng)力破壞。水下定位信標(biāo)構(gòu)件單元設(shè)計(jì)成半圓柱開放式結(jié)構(gòu)，通過(guò)抗純剪切、鍵連接和高阻尼緩沖結(jié)構(gòu)特征更有效地防護(hù)了水下定位信標(biāo)。改進(jìn)后墜毀防護(hù)組件能夠更好的適應(yīng)或更好的滿足標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的墜毀幸存試驗(yàn)要求，并在強(qiáng)沖擊性能考核方面高于標(biāo)準(zhǔn)要求。
文檔編號(hào)G07C5/00GK201859488SQ20102061988
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者馮九勝 申請(qǐng)人:陜西千山航空電子有限責(zé)任公司